Ciclo Otto

Vista previa del material en texto

Ciclo de Otto
 
Introducción:
Los motores son máquinas termodinámicas, que utilizan la energía de la combustión transformándola en movimiento. A lo largo del desarrollo tecnológico, el hombre ha producido diferentes tipos de motores, cada uno adecuado a diferentes necesidades y condiciones de utilización. Los distintos tipos de motor tienen requerimientos específicos para su alimentación energética. La industria petrolera ha sabido dar respuesta a esta necesidad, desarrollando combustibles adecuados a cada tipo de motor. Existen motores de combustión externa, como la máquina de vapor, donde la fuente de calor (caldera) es exterior al mecanismo. En los de combustión interna, por el contrario, la fuente térmica está dentro de la máquina. Los principales tipos de motores de la actualidad son: motores de Ciclo Otto, motores de Ciclo Diesel y Turbinas.
El ciclo Otto, definicion.- es el ciclo termodinámico (Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.) que se aplica en los motores de combustión interna (Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe, a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en si misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor) de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.
Esquema de un ciclo Otto de 4 Ciclo Otto con valores exactos
tiempos en un diagrama PV.
Motor de Otto.- El motor de encendido por chispa está basado en principios teóricos enunciados por BEAU DE ROCHAS, según los cuales la combustión se verifica a volumen constante, y fue realizado prácticamente por el alemán OTTO, en 1862. Suele llamarse, en general, motor de ciclo Otto.
A la categoría de encendido por chispa pertenece la mayor parte de los motores de automovilismo, una gran parte de los motores para tracción industrial, todos los motores para motociclos y aeronaves y una buena parte de los motores para aplicaciones náuticas y grícolas.
Los motores de encendido por chispa funcionan a 4 o a 2 tiempos, pero el ciclo de 2 tiempos es poco usado a causa de las pérdidas de mezcla que se producen a través del escape y del consiguiente elevado consumo del combustible.
Por tanto, la gran mayoría de los motores de encendido por chispa funcionan según el ciclo operatorio de 4 tiempos. El de 2 tiempos se adopta solamente en casos particulares, como son los motores fuera-borda y los pequeños motores de motocicleta.
El combustible es la gasolina, esto es: hidrocarburos ligeros de elevado poder calorífico, que se evaporan fácilmente. Pueden usarse también combustibles gaseosos o asimismo gas licuado, pero su empleo es menos práctico y, por ello, mucho menos difundido.
Los motores de encendido por chispa pueden ser alimentados por carburación o por Inyección. En este segundo caso, el combustible se mezcla al aire inyectándolo en el conducto de aspiración en la toma de la válvula, o bien directamente en la cámara de combustión; con todo, este último método es el menos empleado.
La alimentación por inyección tiene la ventaja, en el caso de los motores pluricilíndricos, de distribuir de manera uniforme el combustible en los diversos cilindros, de no ser sensible a la aceleración y de no estar sujeto a formaciones de hielo, pero es más complicada y costosa, especialmente por lo que respecta a la regulación y, por ello, no ha tenido todavía una gran difusión.
 Clasificación del Ciclo de Otto:
Por ciclo operativo entendemos la sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y repite con ley periódica. La duración del ciclo operativo es medida por el número de carreras efectuadas por el pistón para realizarlo.
 Se dice que los motores alternativos son:
  
 * 4 tiempos
      * El ciclo se realiza en 4 carreras del pistón
      * Realizan un ciclo cada dos revoluciones del árbol motor
  
 * 2 tiempos
      * El ciclo se realiza solamente en 2 carreras del pistón
      * Realizan un ciclo a cada revolución
Se han ideado, sin embargo, motores en los cuales el ciclo operativo se verifica en 6 carreras del pistón.  En este caso particular, cuatro de las seis carreras son empleadas para ejecutar las mismas operaciones del ciclo de cuatro tiempos, y las dos restantes sirven para retener la mezcla combustible en el interior del cilindro con objeto de permitir al combustible, cuando es poco volátil, vaporizarse por completo y difundirse en el aire comburente, o bien realizar un barrido del cilindro con aire puro. Estos motores no han tenido, sin embargo, una difusión práctica.
Motor a 4 Tiempo.
La gran mayoría de los motores endotérmicos son de 4 tiempos y a ellos nos referiremos también con preferencia porque se prestan a una más fácil comprensión. El ciclo de 4 tiempos comprende las fases siguientes:
  * Admisión de la carga en el cilindro
  * Compresión de la carga
  * Combustión y expansión
  * Expulsion o escape de los productos de la combustión
Cada fase corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.
 
Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvulade admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.
Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.
Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.
Escape.- Universidad Especializada De Las Américas
Facultad De Salud Y Rehabilitación
Licenciatura en Ingeniería Biomédica
Biofísica
Tema:
“Ciclo de Otto”
Integrantes:
Profesor:
Carlos Lozano
                                INDICE
Introducción 3
Motor de Otto 3
Clasificación del Ciclo de Otto 3
Motor a 4 Tiempo 3
Motor a 2 tiempos 3
Rendimiento del ciclo de Otto ideal 3
Características Diferenciales 3
Introducción del combustible 3
Encendido 3
Relación de compresión 3
El valor de la relación de compresión en los motores de encendido por chispa varía de 6 a 10, salvo casos excepcionales, mientras que en los motores de encendido por compresión oscila entre 14 y 22. 3
Peso 3
Ciclo real Otto 3
Diferencia entre Ciclo de Otto real y ciclo de Otto teórico 3
Conclusión 3
Infografía 3
Anexo 3
Biofrafia De August Otto 3
Resumen 
El ciclo de Otto es un conjunto de procesos utilizados por los motores de combustión interna de encendido por chispa (ciclos de 2 o 4 tiempos). Estos motoresa) aspiran una mezcla de aire-combustible, b) lo comprimen, c) provocan su reacción,  logrando así eficazmente la adición de calor a través de convertir energía química en energía térmica, d) expanden los productos de la combustión, y a continuación e) expulsan los productos de combustión y lo reemplazan con una nueva  mezcal de aire-combustible.
Summary
The Otto cycle
is a set of processes used by spark ignition internal combustion engines (2-stroke or 4-stroke cycles). These engines a) ingest a mixture of fuel and air, b) compress it, c) cause it to react, thus effectively adding heat through converting chemical energy into thermal energy, d) expand the combustion products, and then e) eject the combustion products and replace them with a new charge of fuel and air. 
Introducción
Los motores son máquinas termodinámicas, que utilizan la energía de la combustión transformándola en movimiento. A lo largo del desarrollo tecnológico, el hombre ha producido diferentes tipos de motores, cada uno adecuado a diferentes necesidades y condiciones de utilización. Los distintos tipos de motor tienen requerimientos específicos para su alimentación energética. La industria petrolera ha sabido dar respuesta a esta necesidad, desarrollando combustibles adecuados a cada tipo de motor. Existen motores de combustión externa, como la máquina de vapor, donde la fuente de calor (caldera) es exterior al mecanismo. En los de combustión interna, por el contrario, la fuente térmica está dentro de la máquina. Los principales tipos de motores de la actualidad son: motores de Ciclo Otto, motores de Ciclo Diesel y Turbinas.
El ciclo Otto es el ciclo termodinámico (Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial;
es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.) que se aplica en los motores de combustión interna (Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe, a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en si misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor) de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.
Motor de Otto
El motor de encendido por chispa está basado en principios teóricos enunciados por BEAU DE RocHAS, según los cuales la combustión se verifica a volumen constante, y fue realizado prácticamente por el alemán OTTO, en 1862. Suele llamarse, en general, motor de ciclo Otto.
A la categoría de encendido por chispa pertenece la mayor parte de los motores de automovilismo, una gran parte de los motores para tracción industrial, todos los motores para motociclos y aeronaves y una buena parte de los motores para aplicaciones náuticas y grícolas.
Los motores de encendido por chispa funcionan a 4 o a 2 tiempos, pero el ciclo de 2 tiempos es poco usado a causa de las pérdidas de mezcla que se producen a través del escape y del consiguiente elevado consumo del combustible.
Por tanto, la gran
mayoría de los motores de encendido por chispa funcionan según el ciclo operatorio de 4 tiempos. El de 2 tiempos se adopta solamente en casos particulares, como son los motores fuera-borda y los pequeños motores de motocicleta.
El combustible es la gasolina, esto es: hidrocarburos ligeros de elevado poder calorífico, que se evaporan fácilmente. Pueden usarse también combustibles gaseosos o asimismo gas licuado, pero su empleo es menos práctico y, por ello, mucho menos difundido.
Los motores de encendido por chispa pueden ser alimentados por carburación o por Inyección. En este segundo caso, el combustible se mezcla al aire inyectándolo en el conducto de aspiración en la toma de la válvula, o bien directamente en la cámara de combustión; con todo, este último método es el menos empleado.
La alimentación por inyección tiene la ventaja, en el caso de los motores pluricilíndricos, de distribuir de manera uniforme el combustible en los diversos cilindros, de no ser sensible a la aceleración y de no estar sujeto a formaciones de hielo, pero es más complicada y costosa, especialmente por lo que respecta a la regulación y, por ello, no ha tenido todavía una gran difusión.
Clasificación del Ciclo de Otto
Por ciclo operativo entendemos la sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y repite con ley periódica. La duración del ciclo operativo es medida por el número de carreras efectuadas por el pistón para realizarlo. 
Se dice que los motores alternativos son:
  * 4 tiempos
      * El ciclo se realiza en 4 carreras del pistón
      * Realizan un ciclo cada dos revoluciones del árbol motor
  * 2 tiempos
      * El ciclo se realiza solamente en 2 carreras del pistón
      * Realizan un ciclo a cada revolución
Se han ideado, sin embargo, motores en los cuales el ciclo operativo se verifica en 6 carreras del pistón.  En este caso particular, cuatro de las seis carreras son empleadas para ejecutar las mismas operaciones del ciclo de cuatro tiempos, y las dos restantes sirven para retener la mezcla combustible en el interior del cilindro con objeto de permitir al combustible, cuando es poco volátil, vaporizarse por completo y difundirse en el aire comburente, o bien realizar un barrido del cilindro con aire puro. Estos motores no han tenido, sin embargo, una difusión práctica.
Motor a 4 Tiempo
La gran mayoría de los motores endotérmicos son de 4 tiempos y a ellos nos referiremos también con preferencia porque se prestan a una más fácil comprensión. El ciclo de 4 tiempos comprende las fases siguientes:
  * Admisión de la carga en el cilindro
  * Compresión de la carga
  * Combustión y expansión
  * Expulsion o escape de los productos de la combustión
Cada fase corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.
Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula
de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.
Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.
Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.
Escape.-
El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósferapor un tubo conectado al múltiple de escape.
De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.
 Motor de cuatro tiempos
Motor a 2 tiempos
En los motores de 2 tiempos, el ciclo operativo es realizado en dos carreras, por lo que la admisión del fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión, y el escape, durante una fracción de la carrera de trabajo. Para ello se verifique, es necesario que el fluido activo sea Previamente comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los gases de combustión se realice por su propia presión.  La compresión previa del fluido se efectúa en la cámara de manovelismo o cárter por acción del pistón, que funciona como bomba por su parte inferior. La figura muestra cómo la distribución del fluido activo puede realizarse sin necesidad de válvulas, por medio del mismo pistón que abre y cierra, durante su carrera, adecuadas lumbreras de aspiración y de escape.
  1. (Admisión - Compresión). Cuando el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior) empieza a desplazarse hasta el PMS (Punto Muerto Superior), creando una diferencia de presión que aspira la mezcla de aire y gasolina por la lumbrera de admisión hacia el cárter de precompresión .(Esto no significa que entre de forma Gaseosa). Cuando el pistón tapa la lumbrera, deja de entrar mezcla, y durante el resto del recorrido descendente el pistón la comprime en el cárter inferior, hasta que se descubre la lumbrera de transferencia que lo comunica con la cámara de compresión, con lo que la mezcla fresca precomprimida ayuda a expulsar los gases quemados del escape (renovación de la carga)
  
2. (Expansión - Escape de Gases). Una vez que el pistón ha alcanzado el PMS y la mezcla está comprimida, se la enciende por una chispa entre los dos electrodos de la bujía, liberando energía y alcanzando altas presiones y temperaturas en el cilindro. El pistón se desplaza hacia abajo, realizando trabajo hasta que se descubre la lumbrera de escape. Al estar a altas presiones, los gases quemados salen por ese orificio.
El rendimiento de este motor es inferior respecto al motor de 4 tiempos, ya que tiene un rendimiento volumétrico menor y el escape de gases es menos eficaz. También son más contaminantes. Por otro lado, suelen dar más par motor en a unidad de tiempo (potencia) para la misma cilindrada, ya que este hace una explosión en cada revolución, mientras el motor de 4 tiempos hace una explosión por cada 2 revoluciones, y cuenta con más partes móviles. En el pasado fueron sumamente populares por sus elevadas prestaciones en las motocicletas hasta una cierta cilindrada, ya que al aumentar ésta su consumo era excesivo.
Éste tipo de motores se utilizan mayoritariamente en motores de poca cilindrada (ciclomotores, desbrozadoras, cortasetos, motosierras, etc.), ya que es más barato y sencillo de construir, y su emisión de contaminantes elevada es muy baja en valor absoluto
 
 Motor de dos tiempos
Rendimiento del ciclo de otto ideal:
El rendimiento (o eficiencia) de una máquina térmica se define, en general como “lo que sacamos dividido por lo que nos cuesta”. En este caso, lo que sacamos es el trabajo neto útil, | W | . Lo que nos cuesta es el calor Qc, que introducimos en la combustión. No podemos restarle el calor | Qf | ya que ese calor se cede al ambiente y no es reutilizado (lo que violaría el enunciado de Kelvin-Planck).
 Por tanto 
Sustituyendo el trabajo como diferencia de calores 
Esta es la expresión general del rendimiento de una máquina térmica. 
Ciclo real Otto
Ocurren ciertos fenómenos en los procesos termodinámicos como:
· Tiempo en que se realiza la combustión
·         Evolución politrópica tanto en la compresión como en la expansión.
·         Resistencia de los conductos al paso de los fluidos.
·         Transferencias de calor de las masas metálicas   
Si tomamos el diagrama real de un motor notaremos la incidencia de aquellos factores y las correcciones que se realizan con el fin de mejorar el rendimiento térmico.
Admisión: En esta carrera para lograr que la mezcla de aire combustible ingrese al cilindro, se debe vencer la resistencia del filtro de aire, carburador y conductos.
Todo esto trae como consecuencia que el pistón en su carrera descendente debe realizar un trabajo negativo, tanto mayor como sean estas resistencias antes mencionadas.
Compresión: En esta evolución la mezcla aire combustible es comprimida dentro del cilindro hasta alcanzar la temperatura optima.
Luego de esto se produce el encendido de la chispa. En el cilindro en este tipo de motores es una masa metálica refrigerada. Los elementos fundamentales que constituyen el sistema de refrigeración son el radiador, la bomba de agua termostatos y mangueras. Todo esto hace que el resultado de la transformación sea politrópica. Debemos recordar que la temperatura del motor se debe mantener dentro de cierto rango para   lograr   una efectiva lubricación de sus componentes.
Ignición: La ignición se produce por el salto de la chispa dentro del fluido comprimido a una determinada temperatura. La combustión es rápida pero no es instantánea como la pretende el ciclo teórico.
El tiempo real oscila entre 0.01-0.001 seg. , por lo tanto debemos tener en cuenta que si hacemos saltar la chispa al llegar al PMS la combustión se realizara cuando el motor esta retrocediendo, lo mencionado anteriormente produce una perdida importante en el ciclo.
Para dar solución a este problema se anticipa la chispa antes de llegar al PMS, está es lo que denomina avance al encendido, corrección en el ciclo real.
Expansión: La expansión de los gases se produce según una transformación politrópica. Podemos apreciar una perdida de trabajo respecto al ciclo ideal.
Escape: Finalizada la combustión de la mezcla los gases deben ser retirados del cilindro para el ingreso de la nueva mezcla y completar el ciclo.
Si esperamos abrir la válvula de escape en la coincidencia con el final de la carrera de expansión la carrera de escape se iniciara con precisión dentro del cilindro. Para corregir este problema que demanda una potencia adicional   se procede a comenzar la apertura de la válvula de escape antes de finalizar la carrera de expansión, por tanto cuando iniciamos la carrera de escape la presión interna a disminuido notablemente reduciendo en gran medida el trabajo requerido para dicha operación. Como vemos en le dibujo anterior solo el 35% de la energía entregada por el combustible el motor lo transforma en trabajo útil, ósea para mover el auto.
Es importante saber que en estos tipos de motores al cilindro ya ingresa una mezcla de aire y combustible e iniciara su combustión por medio de una chispa genera da libremente. La idea es que al comprimirse la mezcla se caliente lo suficiente como para que todo el combustible mezclado con el aire se gasifique y facilite el proceso de combustión, pero que no se caliente tanto como para que sé autoinflame, lo que traería como consecuencia el temido fenómeno de la detonación o “pistoneo”.   Es necesario formar la mezcla aire/combustible ante de introducirla en el cilindro, y así lo hemos venido haciendo desde siempre por medio del carburador.   
Los sistemas de inyección electrónica, o sea motores sin carburador, donde el combustible se mezcla con el aire por medio de inyectores, el control de la combustión solo puede lograrse por medio de una cámara de combustión adecuada, por un riguroso control de la relación de aire y combustible, y por un exacto control que establezca el punto de encendido optimo para cada situación. Es de vital importancia, para lograr gases de escape transformables en el catalizador, mantener durante toda la gama de operacionesdel motor una relación en peso de aire y combustible de 14.7 partes de aire por una parte de combustible, o sea 14.7:1. Algunos autores en ves de hablar de partes de aire y partes de combustible prefieren comparar la relación de aire y combustible (A/C ) química ideal con la que realmente tiene el motor en cuestión y llaman a ese valor lambda. Cuando el valor de A/C teórico conocido coincida con el A/C del motor será lambda =1. Como la relación teórica también es 14.7:1, lambda =1 es exactamente el valor que deberá mantener constante el sistema de inyección para que todo funcione OK.
El principal problema con el carburador reside en que entre el y la cabeza de cilindro esta el llamado colector o múltiple de admisión, que se ocupa de distribuir la mezcla formada en el   carburador a cada uno de los cilindros. Como las gotitas de combustible no han sido entrenadas tan bien como el aire para seguir las diferentes formas que presenta el colector de admisión, el resultado es que el balance de mezcla que llega a cada cilindro es diferente. Es por ello, independientemente de otras incapacidades propias del carburador, que resulta imposible sostenerle lambda =1 con un carburador. La solución viene de la mano de un sistema que se asegure de suministrar la misma cantidad de aire a cada cilindro, y que a las puertas de este se ocupe de proveerle la misma cantidad de combustible requerida para las r.p.m. del motor y la apertura de mariposa correspondiente. Eso es exactamente lo que hace un sistema de inyección multipunto.
Ciclo otto teórico:
El ciclo Otto teórico representado gráficamente en un diagrama P-V, se puede considerar ejecutado según las transformaciones termodinámicas que se presentan a continuación:
 
0-1.- Admisión (Isobara): Se supone que la circulación de los gases desde la atmósfera al interior del cilindro se realiza sin rozamiento, con lo que no hay pérdida de carga y, por tanto, la presión en el interior del cilindro durante toda esta carrera se mantiene constante e igual a la atmosférica.
 
1-2.- Compresión (Adiabática): Se supone que, como se realiza muy rápidamente, el fluido operante no intercambia calor con el medio exterior, por lo que la transformación puede ser considerada a calor constante.
 
2-3.- Combustión (Isócora): Se supone que salta la chispa y se produce una combustión instantánea del combustible, produciendo una cantidad de calor Q1. Al ser tan rápida se puede suponer que el pistón no se ha desplazado, por lo que el volumen durante la transformación se mantiene constante. 
3.4.- Trabajo (Adiabática): Se supone que debido a la rapidez de giro del motor los gases quemados no tienen tiempo para intercambiar calor con el medio exterior, por lo que se puede considerar que sufren una transformación a calor constante.
4-1.- Primera fase del escape (Isócora): Se supone una apertura instantánea de la válvula de escape, lo que genera una salida tan súbita de gases del interior del cilindro y una pérdida de calor Q2 que permite considerar una transformación a volumen constante.
 
1-0.- Segunda fase del escape (Isobara): El pistón al desplazarse hacia el PMS provoca la expulsión de gases remanentes en el interior del cilindro, y se supone que los gases quemados no ofrecen resistencia alguna para salir a la atmósfera, por lo que la presión en el interior del cilindro se mantiene constante e igual a la atmosférica.
Diagrama pv de un 
ciclo teórico
Diferencia entre Ciclo de Otto real y ciclo de Otto teórico
Entre el ciclo indicado y el ciclo teórico correspondiente existen diferencias sustanciales tanto en la forma del diagrama como en los valores de temperaturas y presiones.
La diferencia de forma consiste en un perfil distinto en las curvas de expansión y compresión, en la sustitución de los trazos rectilíneos de introducción y sustracción del calor por trazos curvos y el redondeamiento de los ángulos agudo. Las causas de tales diferencias se fundan en las siguientes razones:
· Perdidas de calor. En el ciclo teórico son nulas, pero bastante sensibles, por el contrario, en el ciclo real. Como el cilindro esta refrigerado para asegurar el buen funcionamiento del pistón, una cierta parte de calor del fluido se transmite a las paredes. Las líneas de compresión y expansión no son, por consiguiente, adibaticas, sino politropicas, con exponente n, diferente de k. Como el fluido experimenta una perdida de calor se tiene evidentemente: para la expansión, n>k, y para la compresión, n<k. Se produce, portanto, una pérdida de trabajo útil correspondiente a la superficie A de la figura.
· Combustión no instantánea. En el ciclo teórico, se supone que la combustión se realiza a volumen constante; es, por tanto, instantánea; en el ciclo real, por el contrario, la combustión dura un cierto tiempo. Si el encendido tuviese lugar justamente en el P.M.S., la combustión ocurriría mientras el pistón se aleja de dicho punto, y el valor de la presión seria inferior al previsto, con la correspondiente perdida de trabajo útil.
Por ello es necesario anticipar el encendido de forma que la combustión pueda tener lugar, en su mayor parte, cuando el pistón se encuentra en la proximidad del P.M.S. Esto produce un redondeamiento de la línea teórica 2-3 de introducción del calor y, por tanto, una pérdida de trabajo útil representada por el área B. Pero está perdida resulta de cuantía bastante menor de la que se tendría sin adelantar el encendido.
· Tiempo de abertura de la válvula de escape. En el ciclo teórico también habíamos supuesto que la sustracción de calor ocurría instantáneamente   en el P.M.I En el ciclo real la sustracción de calor tiene lugar en un tiempo a que una parte de los gases salgan del cilindro antes de que el pistón alcance el P.M.I. de manera que su presión descienda cerca del valor de la presión exterior al comienzo de la carrera de expulsión. Este hecho provoca una pérdida de trabajo útil representada por el arrea C, perdida que es, Universidad Especializada De Las Américas
Facultad De Salud Y Rehabilitación
Licenciatura en Ingeniería Biomédica
Biofísica
Tema:
“Ciclo de Otto”
Integrantes:
Profesor:
Carlos Lozano
                                INDICE
Introducción 3
Motor de Otto 3
Clasificación del Ciclo de Otto 3
Motor a 4 Tiempo 3
Motor a 2 tiempos 3
Rendimiento del ciclo de Otto ideal 3
Características Diferenciales 3
Introducción del combustible 3
Encendido 3
Relación de compresión 3
El valor de la relación de compresión en los motores de encendido por chispa varía de 6 a 10, salvo casos excepcionales, mientras que en los motores de encendido por compresión oscila entre 14 y 22. 3
Peso 3
Ciclo real Otto 3
Diferencia entre Ciclo de Otto real y ciclo de Otto teórico 3
Conclusión 3
Infografía 3
Anexo 3
Biofrafia De August Otto 3
Resumen 
El ciclo de Otto es un conjunto de procesos utilizados por los motores de combustión interna de encendido por chispa (ciclos de 2 o 4 tiempos). Estos motores a) aspiran una mezcla de aire-combustible, b) lo comprimen, c) provocan su reacción,  logrando así eficazmente la adición de calor a través de convertir energía química en energía térmica, d) expanden los productos de la combustión, y a continuación e) expulsan los productos de combustión y lo reemplazan con una nueva  mezcal de aire-combustible.
Summary
The Otto cycle
is a set of processes used by spark ignition internal combustion engines (2-stroke or 4-stroke cycles). These engines a) ingest a mixture of fuel and air, b) compress it, c) cause it to react, thus effectively adding heat through converting chemical energy into thermal energy, d) expand the combustion products, and then e) eject the combustion products and replace them with a new charge of fuel and air. 
Introducción
Los motores son máquinas termodinámicas, que utilizan la energía de la combustión transformándola en movimiento. A lo largo del desarrollo tecnológico, el hombre ha producido diferentes tipos de motores, cada uno adecuado a diferentes necesidades y condiciones de utilización. Los distintostipos de motor tienen requerimientos específicos para su alimentación energética. La industria petrolera ha sabido dar respuesta a esta necesidad, desarrollando combustibles adecuados a cada tipo de motor. Existen motores de combustión externa, como la máquina de vapor, donde la fuente de calor (caldera) es exterior al mecanismo. En los de combustión interna, por el contrario, la fuente térmica está dentro de la máquina. Los principales tipos de motores de la actualidad son: motores de Ciclo Otto, motores de Ciclo Diesel y Turbinas.
El ciclo Otto es el ciclo termodinámico (Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial;
es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.) que se aplica en los motores de combustión interna (Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe, a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en si misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor) de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.
Motor de Otto
El motor de encendido por chispa está basado en principios teóricos enunciados por BEAU DE RocHAS, según los cuales la combustión se verifica a volumen constante, y fue realizado prácticamente por el alemán OTTO, en 1862. Suele llamarse, en general, motor de ciclo Otto.
A la categoría de encendido por chispa pertenece la mayor parte de los motores de automovilismo, una gran parte de los motores para tracción industrial, todos los motores para motociclos y aeronaves y una buena parte de los motores para aplicaciones náuticas y grícolas.
Los motores de encendido por chispa funcionan a 4 o a 2 tiempos, pero el ciclo de 2 tiempos es poco usado a causa de las pérdidas de mezcla que se producen a través del escape y del consiguiente elevado consumo del combustible.
Por tanto, la gran
mayoría de los motores de encendido por chispa funcionan según el ciclo operatorio de 4 tiempos. El de 2 tiempos se adopta solamente en casos particulares, como son los motores fuera-borda y los pequeños motores de motocicleta.
El combustible es la gasolina, esto es: hidrocarburos ligeros de elevado poder calorífico, que se evaporan fácilmente. Pueden usarse también combustibles gaseosos o asimismo gas licuado, pero su empleo es menos práctico y, por ello, mucho menos difundido.
Los motores de encendido por chispa pueden ser alimentados por carburación o por Inyección. En este segundo caso, el combustible se mezcla al aire inyectándolo en el conducto de aspiración en la toma de la válvula, o bien directamente en la cámara de combustión; con todo, este último método es el menos empleado.
La alimentación por inyección tiene la ventaja, en el caso de los motores pluricilíndricos, de distribuir de manera uniforme el combustible en los diversos cilindros, de no ser sensible a la aceleración y de no estar sujeto a formaciones de hielo, pero es más complicada y costosa, especialmente por lo que respecta a la regulación y, por ello, no ha tenido todavía una gran difusión.
Clasificación del Ciclo de Otto
Por ciclo operativo entendemos la sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y repite con ley periódica. La duración del ciclo operativo es medida por el número de carreras efectuadas por el pistón para realizarlo. 
Se dice que los motores alternativos son:
  * 4 tiempos
      * El ciclo se realiza en 4 carreras del pistón
      * Realizan un ciclo cada dos revoluciones del árbol motor
  * 2 tiempos
      * El ciclo se realiza solamente en 2 carreras del pistón
      * Realizan un ciclo a cada revolución
Se han ideado, sin embargo, motores en los cuales el ciclo operativo se verifica en 6 carreras del pistón.  En este caso particular, cuatro de las seis carreras son empleadas para ejecutar las mismas operaciones del ciclo de cuatro tiempos, y las dos restantes sirven para retener la mezcla combustible en el interior del cilindro con objeto de permitir al combustible, cuando es poco volátil, vaporizarse por completo y difundirse en el aire comburente, o bien realizar un barrido del cilindro con aire puro. Estos motores no han tenido, sin embargo, una difusión práctica.
Motor a 4 Tiempo
La gran mayoría de los motores endotérmicos son de 4 tiempos y a ellos nos referiremos también con preferencia porque se prestan a una más fácil comprensión. El ciclo de 4 tiempos comprende las fases siguientes:
  * Admisión de la carga en el cilindro
  * Compresión de la carga
  * Combustión y expansión
  * Expulsion o escape de los productos de la combustión
Cada fase corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.
Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula
de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.
Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.
Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.
Escape.-
El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.
De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor
MMotor a 2 tiempos
En los motores de 2 tiempos, el ciclo operativo es realizado en dos carreras, por lo que la admisión del fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión, y el escape, durante una fracción de la carrera de trabajo. Para ello se verifique, es necesario que el fluido activo sea Previamente comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los gases de combustión se realice por su propia presión.  La compresión previa del fluido se efectúa en la cámara de manovelismo o cárter por acción del pistón, que funciona como bomba por su parte inferior. La figura muestra cómo la distribución del fluido activo puede rearizarse sin necesidad de válvulas, por medio del mismo pistón que abre y cierra, durante su carrera, adecuadas lumbreras
de aspiración y de escape.
  1. (Admisión - Compresión).Cuando el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior) empieza a desplazarse hasta el PMS (Punto Muerto Superior), creando una diferencia de presión que aspira la mezcla de aire y gasolina por la lumbrera de admisión hacia el cárter de precompresión .(Esto no significa que entre de forma Gaseosa). Cuando el pistón tapa la lumbrera, deja de entrar mezcla, y durante el resto del recorrido descendente el pistón la comprime en el cárter inferior, hasta que se descubre la lumbrera de transferencia que lo comunica con la cámara de compresión, con lo que la mezcla fresca precomprimida ayuda a expulsar los gases quemados del escape (renovación de la carga)
  2. (Expansión - Escape de Gases). Una vez que el pistón ha alcanzado el PMS y la mezcla está comprimida, se la enciende por una chispa entre los dos electrodos de la bujía, liberando energía y alcanzando altas presiones y temperaturas en el cilindro. El pistón se desplaza hacia abajo, realizando trabajo hasta que se descubre la lumbrera de escape. Al estar a altas presiones, los gases quemados salen por ese orificio.
El rendimiento de este motor es inferior respecto al motor de 4 tiempos, ya que tiene un rendimiento volumétrico menor y el escape de gases es menos eficaz. También son más contaminantes. Por otro lado, suelen dar más par motor en a unidad de tiempo (potencia) para la misma cilindrada, ya que este hace una
explosión en cada revolución, mientras el motor de 4 tiempos hace una explosión por cada 2 revoluciones, y cuenta con más partes móviles. En el pasado fueron sumamente populares por sus elevadas prestaciones en las motocicletas hasta una cierta cilindrada, ya que al aumentar ésta su consumo era excesivo.
Éste tipo de motores se utilizan mayoritariamente en motores de poca cilindrada (ciclomotores, desbrozadoras, cortasetos, motosierras, etc), ya que es más barato y sencillo de construir, y su emisión de contaminantes elevada es muy baja en valor absoluto
Rendimiento del ciclo de Otto ideal
El rendimiento del ciclo de Otto, como el de cualquier otra máquina térmica, viene dado por la relación entre el trabajo total realizado durante el ciclo y el calor suministrado al fluido de trabajo:
|
La absorción de calor tiene lugar en la etapa 23 y la cesión en la 41, por lo que 
|
Suponiendo que la mezcla de aire y gasolina se comporta como un gas ideal, los calores que aparecen el la ecuación anterior vienen dados por:
|
ya que ambas transformaciones son isócoras.
Sustituyendo en la expresión del rendimiento:
|
Las transformaciones 12 y 34 son adiabáticas, por lo que:
|
puesto que V2 = V3 y V4 = V1.
Restando,
|
La relación entre volúmenes V1/V2 se denomina relación de compresión (r).
Sustituyendo en la expresión del rendimiento se obtiene:
|
El rendimiento expresado en función de la relación de compresión 
es:
|
Cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será el rendimiento del ciclo de Otto.
Características Diferenciales
Desde el punto de vista mecánico, no existen diferencias substanciases, entre los dos tipos de motores: esencialmente se distinguen por su ciclo teórico, puesto que el motor de encendido por chispa funciona según el ciclo Otto y el de encendido por compresión según el ciclo Diesel. Las diferencias fundamentales entre los dos tipos de motores se derivan de las correspondientes a sus ciclos:
Introducción del combustible
En la mayor parte de los motores de encendido por chispa, el aire y el combustible son introducidos en la cámara de combustión bajo forma de mezcla gaseosa. La mezcla se efectúa en el carburador, y la regulación de la cantidad de mezcla introducida se obtiene por medio de una válvula de mariposa.
Encendido
El motor de encendido por chispa requiere un sistema de encendido para generar en la cámara de combustión una chispa entre los electrodos de una bujía, al objeto de que la combustión pueda iniciarse.
Relación de compresión
El valor de la relación de compresión en los motores de encendido por chispa varía de 6 a 10, salvo casos excepcionales, mientras que en los motores de encendido por compresión oscila entre 14 y 22.
En los motores de encendido por chispa, el límite superior de la relación de compresión está determinado esencialmente por la calidad antidetonante del combustible en el
mercado; para los motores de encendido por compresión está determinado, sobre todo, por el peso de la estructura del motor, que aumenta al aumentar la relación de compresión, de un modo especial con grandes cilindradas.
Peso
El motor de encendido por compresión es, por lo general, más pesado que un motor de encendido por chispa de igual cilindrada, porque funciona a presión considerablemente mayor.
Ciclo real Otto
En el ciclo teórico que estudiamos anteriormente no tuvimos en cuenta ciertos fenómenos que ocurren en los procesos termodinámicos como:
·         Tiempo en que se realiza la combustión
·         Evolución politrópica tanto en la compresión como en la expansión.
·         Resistencia de los conductos al paso de los fluidos.
·         Transferencias de calor de las masas metálicas   
Si tomamos el diagrama real de un motor notaremos la incidencia de aquellos factores y las correcciones que se realizan con el fin de mejorar el rendimiento térmico.
Admisión: En esta carrera para lograr que la mezcla de aire combustible ingrese al cilindro, se debe vencer la resistencia del filtro de aire, carburador y conductos.
Todo esto trae como consecuencia que el pistón en su carrera descendente debe realizar un trabajo negativo, tanto mayor como sean estas resistencias antes mencionadas.
Compresión: En esta evolución la mezcla aire combustible es comprimida dentro del cilindro hasta alcanzar la temperatura optima.
Luego de esto
se produce el encendido de la chispa. En el cilindro en este tipo de motores es una masa metálica refrigerada. Los elementos fundamentales que constituyen el sistema de refrigeración son el radiador, la bomba de agua termostatos y mangueras. Todo esto hace que el resultado de la transformación sea politrópica. Debemos recordar que la temperatura del motor se debe mantener dentro de cierto rango para   lograr   una efectiva lubricación de sus componentes.
Ignición: La ignición se produce por el salto de la chispa dentro del fluido comprimido a una determinada temperatura. La combustión es rápida pero no es instantánea como la pretende el ciclo teórico.
El tiempo real oscila entre 0.01-0.001 seg. , por lo tanto debemos tener en cuenta que si hacemos saltar la chispa al llegar al PMS la combustión se realizara cuando el motor esta retrocediendo, lo mencionado anteriormente produce una perdida importante en el ciclo.
Para dar solución a este problema se anticipa la chispa antes de llegar al PMS, está es lo que denomina avance al encendido, corrección en el ciclo real.
Expansión: La expansión de los gases se produce según una transformación politrópica. Podemos apreciar una perdida de trabajo respecto al ciclo ideal.
Escape: Finalizada la combustión de la mezcla los gases deben ser retirados del cilindro para el ingreso de la nueva mezcla y completar el ciclo.
Si esperamos abrir la válvula de escape en la coincidencia con el final 
de la carera de expansión la carrera de escape se iniciara con precisión dentro del cilindro. Para corregir este problema que demanda una potencia adicional   se procede a comenzar la apertura de la válvula de escape antes de finalizar la carrera de expansión, por tanto cuando iniciamos la carrera de escape la presión interna a disminuido notablemente reduciendo en gran medida el trabajo requerido para dicha operación. Como vemos en le dibujo anterior solo el 35% de la energía entregada por el combustible el motor lo transforma en trabajo útil, ósea para mover el auto.
Es importante saber que en estos tipos de motores al cilindro ya ingresa una mezcla de aire y combustible e iniciara su combustión por medio de una chispa genera da libremente. La idea es que al comprimirse la mezcla se caliente lo suficiente como para que todo el combustible mezclado con el aire se gasifique yfacilite el proceso de combustión, pero que no se caliente tanto como para que sé autoinflame, lo que traería como consecuencia el temido fenómeno de la detonación o “pistoneo”.   Es necesario formar la mezcla aire/combustible ante de introducirla en el cilindro, y así lo hemos venido haciendo desde siempre por medio del carburador.   
Los sistemas de inyección electrónica, o sea motores sin carburador, donde el combustible se mezcla con el aire por medio de inyectores, el control de la combustión solo puede lograrse por medio de una cámara de combustión adecuada,
por un riguroso control de la relación de aire y combustible, y por un exacto control que establezca el punto de encendido optimo para cada situación. Es de vital importancia, para lograr gases de escape transformables en el catalizador, mantener durante toda la gama de operaciones del motor una relación en peso de aire y combustible de 14.7 partes de aire por una parte de combustible, o sea 14.7:1. Algunos autores en ves de hablar de partes de aire y partes de combustible prefieren comparar la relación de aire y combustible (A/C ) química ideal o estequiométrica con la que realmente tiene el motor en cuestión y llaman a ese valor lambda. Cuando el valor de A/C teórico conocido coincida con el A/C del motor será lambda =1. Como la relación teórica también es 14.7:1, lambda =1 es exactamente el valor que deberá mantener constante el sistema de inyección para que todo funcione OK.
El principal problema con el carburador reside en que entre el y la cabeza de cilindro esta el llamado colector o múltiple de admisión, que se ocupa de distribuir la mezcla formada en el   carburador a cada uno de los cilindros. Como las gotitas de combustible no han sido entrenadas tan bien como el aire para seguir las diferentes formas que presenta el colector de admisión, el resultado es que el balance de mezcla que llega a cada cilindro es diferente. Es por ello, independientemente de otras incapacidades propias del carburador, que resulta imposible sostener
el lambda =1 con un carburador. La solución viene de la mano de un sistema que se asegure de suministrar la misma cantidad de aire a cada cilindro, y que a las puertas de este se ocupe de probeerle la misma cantidad de combustible requerida para las r.p.m. del motor y la apertura de mariposa correspondiente. Eso es exactamente lo que hace un sistema de inyección multipunto.
Diferencia entre Ciclo de Otto real y ciclo de Otto teórico
Entre el ciclo indicado y el ciclo teórico correspondiente existen diferencias sustanciales tanto en la forma del diagrama como en los valores de temperaturas y presiones.
La diferencia de forma consiste en un perfil distinto en las curvas de expansión y compresión, en la sustitución de los trazos rectilíneos de introducción y sustracción del calor por trazos curvos y el redondeamiento de los ángulos agudo. Las causas de tales diferencias se fundan en las siguientes razones:
Perdidas de calor. En el ciclo teórico son nulas, pero bastante sensibles, por el contrario, en el ciclo real. Como el cilindro esta refrigerado para asegurar el buen funcionamiento del pistón, una cierta parte de calor del fluido se transmite a las paredes. Las líneas de compresión y expansión no son, por consiguiente, adibaticas, sino politropicas, con exponente n, diferente de k. Como el fluido experimenta una perdida de calor se tiene evidentemente: para la expansión, n>k, y para la compresión, n<k. Se produce, por
tanto, una perdida de trabajo útil correspondiente a la superficie A de la figura.
Combustión no instantánea. En el ciclo teórico, se supone que la combustión se realiza a volumen constante; es, por tanto, instantánea; en el ciclo real, por el contrario, la combustión dura un cierto tiempo. Si el encendido tuviese lugar justamente en el P.M.S., la combustión ocurriría mientras el pistón se aleja de dicho punto, y el valor de la presión seria inferior al previsto, con la correspondiente perdida de trabajo útil.
Por ello es necesario anticipar el encendido de forma que la combustión pueda tener lugar, en su mayor parte, cuando el pistón se encuentra en la proximidad del P.M.S. Esto produce un redondeamiento de la línea teórica 2-3 de introducción del calor y, por tanto, una perdida de trabajo útil representada por el área B. Pero esta perdida resulta de cuantía bastante menor de la que se tendría sin adelantar el encendido.
Tiempo de abertura de la válvula de escape. En el ciclo teórico también habíamos supuesto que la sustracción de calor ocurría instantáneamente   en el P.M.I En el ciclo real la sustracción de calor tiene lugar en un tiempo a que una parte de los gases salgan del cilindro antes de que el pistón alcance el P.M.I. de manera que su presión descienda cerca del valor de la presión exterior al comienzo de la carrera de expulsión. Este hecho provoca una perdida de trabajo útil representada por el arrea C, perdida que es,
sin embargo, menor que la que se tendría sin el adelanto de la abertura de la válvula de escape.
Las causas de las diferencias en los valores de la presión y temperatura máxima son:
· Aumento de los calores específicos del fluido con la temperatura. Como ya sabemos, tanto el calor especifico a presión constante cp como el correspondiente a volumen constante cv, de un gas real, crecen con la temperatura, pero de tal forma que su diferencia permanece constante, es decir, cp - cv = AR; por consiguiente, al aumentar la temperatura disminuye el valor de la relación k = cp / cv. De lo cual se infiere que los valores de la presión y la temperatura máximas resultan siempre inferiores a las que se alcanzarían en el caso en que los calores específicos permanecieron constantes al variar la temperatura. Este hecho se toma en consideración también al trazar el ciclo teórico del aire; pero, en el caso real, los productos de la combustión tienen calores específicos mayores que el aire, y, por tanto, los valores de la presión y de la temperatura máxima son, en el ciclo real, inferiores a los correspondientes al ciclo teórico. Por esta razón, la superficie y el rendimiento térmico resultan disminuidos.
· Disociación en la combustión. Los productos de la combustión son esencialmente CO2 y H2O, además de otros compuestos, tales como CO, H2 y O2. La disociación de estos productos es una reacción que se lleva a cabo con la absorción de calor, la temperatura máxima alcanzable es menor y se pierde una cierta cantidad de trabajo. Pero dado que la temperatura disminuye durante la expansión, se produce un retroceso en la reacción de disociación. En consecuencia, sobreviene en esta fase una parcial reasociación con desarrollo de calor. Desciende el valor del exponente de la politropica de expansión -el cual debería ser mayo que k por las pérdidas de calor a través de las paredes del cilindro- y se aproxima al de la politropica de compresión; por ello, se consigue una parcial recuperación del trabajo antes perdido.
· El ciclo real presenta, por último, otra diferencia importante al compararlo con el ciclo teórico; durante la carrera de aspiración, la presión en el cilindro es inferior a la que se tiene durante la carrera de escape. Salvo casos particulares, en el decurso de la aspiración, la presión resulta inferior a la atmosférica, mientras que durante el escape es superior. Se crea, por tanto, en el diagrama indicado una superficie negativa, que corresponde al trabajo perdido. El esfuerzo realizado por el motor para efectuar la aspiración y el escape se llama trabajo de bombeo y esta, por lo general, comprendido en el trabajo perdido por rozamientos.
Conclusión
Podemos concluir en este trabajo que:
  
* Muchas de las máquinas térmicas que se construyen en la actualidad (motores de camiones, coches, maquinaria, etc.) están provistas por este sistema.
 
P
V
4
3
2
1
0
Q
Q
1
2
 
 
 
P
P
P.M.I.
P.M.I.
4
0
P
3